多晶硅還原爐底盤流動傳熱學(xué)數(shù)值分析.pdf

1、本文利用流體計算學(xué)方法建立了描述多晶硅還原爐底盤液相流動和傳質(zhì)狀況的理論化計算模型,并借此提出了一種新型的多晶硅還原爐底盤均勻取熱結(jié)構(gòu),并就其溫度均勻性、冷卻效果與傳統(tǒng)底盤結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較。
　　首先,本文研究了傳統(tǒng)多晶硅還原爐底盤的流體流動狀況和換熱效果。傳統(tǒng)多晶硅還原爐底盤采用雙螺旋通道結(jié)構(gòu),冷卻水從多晶硅還原爐底盤入口流入,沿著雙螺旋通道遍歷多晶硅還原爐底盤,最后由中心對稱的出口流出。該類底盤在冷卻效率上較好,但在溫度均勻性上較

2、差,具體表現(xiàn)在溫度分布由入口到出口的通道上由高到低分布。故本文提出一種新型多晶硅還原爐底盤結(jié)構(gòu)。該新型底盤結(jié)構(gòu)由中間隔板分為兩層,并在隔板上安裝電極位置的孔周圍焊接豎直環(huán)隙。冷卻水由隔板下層的冷卻水進(jìn)口進(jìn)入底盤并流經(jīng)各電極周圍的環(huán)隙進(jìn)入隔板上層的還原爐底盤上底板實現(xiàn)均勻取熱。與傳統(tǒng)多晶硅還原爐底盤結(jié)構(gòu)相比,該結(jié)構(gòu)克服了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)下底盤取熱不均勻的問題,但同時換熱效果則變差。
　　其次,本文還就新型底盤取熱結(jié)構(gòu)中的單棒環(huán)隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬

3、優(yōu)化。重點考察環(huán)隙上焊接擋板的厚度、寬度及數(shù)量對冷卻效果的影響。300K的冷卻水做工作介質(zhì),底盤材料用不銹鋼。模擬后得到的單棒環(huán)隙結(jié)構(gòu)的最優(yōu)結(jié)果為豎直環(huán)隙擋板厚度1mm,擋板高度1mm,擋板間距10mm;水平環(huán)面擋板厚度1mm,擋板高度1mm,擋板間距10mm;換熱效果較傳統(tǒng)底盤提高32％,溫度均勻性提高54%。
　　最后,本文還就上述單棒環(huán)隙結(jié)構(gòu)上考察焊接擋板的厚度、寬度及數(shù)量對流動阻力的影響。換熱效果與流動阻力存在較好的對應(yīng)的